Gluon

Dans la physique de particules de , les gluons (de la colle de + - sur ) sont les particules élémentaires qui font agir l'un sur l'autre les Quarks , et sont indirectement responsables de l'attache des protons et des neutrons ensemble aux noyaux atomiques .

En termes techniques, ils sont les bosons de la mesure du vecteur qui négocient des interactions fortes de la charge de couleur de du des Quarks dans le chromodynamics (QCD) de Quantum de . À la différence du photon neutre de l'électrodynamique (QED) de Quantum de , les gluons eux-mêmes participent aux interactions fortes. Le gluon a la capacité de faire ceci pendant qu'il porte la charge de couleur et ainsi agit l'un sur l'autre avec lui-même, rendant QCD sensiblement plus dur pour analyser que QED.

Propriétés

Le gluon est un boson de vecteur ; comme le photon , il a une rotation de 1. Tandis que massives les particules spin-1 ont trois états de polarisation, bosons de mesure sans masse comme le gluon ont seulement deux états de polarisation parce que l'invariance de mesure de exige de la polarisation d'être transversale. Dans la théorie des champs de Quantum , l'invariance ininterrompue de mesure exige que les bosons de mesure ont la masse nulle (l'expérience limite la masse du gluon moins que quelque mev). Le gluon a la parité intrinsèque négative et le spin isotopique zéro . C'est sa propre antiparticule .

Numerology des gluons

À la différence du photon simple de QED ou trois du les bosons de W et de Z de l'interaction faible , là sont huit types indépendants de gluon dans QCD.

Il peut être difficile comprendre ceci intuitivement. Les Quarks peuvent porter trois types de charge de couleur ; les antiquarks portent trois types d'anticolor. Des Gluons peuvent être considérés en tant que couleur et l'anticolor de transport ou comme décrivant comment la couleur de quark change pendant les interactions, ainsi parce que les gluons portent la charge de couleur différente de zéro il peut penser qu'il y a seulement six gluons.

Techniquement, QCD est une théorie de mesure de avec le SU (3) symétrie de mesure de . Des Quarks sont présentés pendant que les champs de spineur de dans les saveurs de de N_f chacun dans la représentation fondamentale (triplet, dénoté 3 ) de du groupe de mesure de couleur, SU (3). Les gluons sont des champs de vecteur dans la représentation (octets, dénoté 8 ) d'Adjoint de de couleur SU (3). Pour un groupe général de mesure de , le nombre de force-porteurs (comme des photons ou des gluons) est toujours égal à la dimension de la représentation d'adjoint. Pour le cas simple du SU (N), la dimension de cette représentation est N²&minus ; 1.

Emprisonnement

voient également :

l'emprisonnement de couleur de

Puisque les gluons eux-mêmes portent la charge de couleur (encore, à la différence du photon qui est électriquement neutre), ils participent aux interactions fortes. Ces interactions de gluon-gluon contraignent des domaines de la couleur à corde-comme les objets appelés le " ; tubes" de flux ; , qui exercent la force constante une fois étirés. Dus à cette force, les Quarks sont confinés par dans les particules composées appelées les Hadrons que ceci limite effectivement la gamme de l'interaction forte aux mètres du 10^-15 rudement la taille d'un noyau atomique .

Les Gluons partagent également cette propriété de l'emprisonnement dans des hadrons. Une conséquence est que des gluons ne sont pas directement impliqués dans les forces nucléaires que les médiateurs de force pour ces derniers sont d'autres hadrons appelés les mésons

Bien que dans le la phase normale des gluons simples de QCD puisse ne pas voyager librement, on le prévoit que là existent les Hadrons qui sont formés entièrement du &mdash de gluons ; appelé de Glueballs de . Il y a également des conjectures au sujet d'autres hadrons exotiques de de dans lesquels les vrais gluons (par opposition à virtuel ceux trouvé dans les hadrons ordinaires) seraient les constituants primaires. Au delà de la phase normale de QCD (aux températures et aux pressions extrêmes), le plasma de gluon de Quark de forme. Dans un tel plasma il n'y a aucun hadrons ; les quarks et les gluons deviennent les particules libres.

Observations expérimentales

La première évidence expérimentale directe des gluons a été trouvée dans le 1979 quand le trois-voyagent en jet des événements que ont été observés au collider d'électron-positron appelé PETRA au DESY dans le Hambourg . Les études quantitatives de la diffusion profondément inélastique au centre d'accélérateur linéaire de Stanford de avaient établi leur existence par décennie avant cela.

Expérimentalement, l'emprisonnement n'est vérifié par l'échec des quarks libres des recherches de quark de librement ni ni des gluons libres ont été jamais observés. Bien qu'il y ait eu des conseils des hadrons exotiques, on n'a observé non plus aucun glueball. le plasma de Quark-gluon a été trouvé récemment au Collider lourd relativiste (RHIC) d'ion de aux laboratoires nationaux (BNL) de Brookhaven de .

Voir également

Quark
Hadron
Boson de mesure
Glueball
Hadrons exotiques
Modèle de Quark
Chromodynamics de Quantum de
Modèle standard
le Trois-voyagent en jet les événements
Diffusion profondément inélastique

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